城市建筑設(shè)計論文之防煙樓梯間的運用

　　摘要：高層建筑因其功能復(fù)雜、煙氣流動速度快、垂直疏散距離長，因此在發(fā)生火災(zāi)時人員疏散困難。而高層建筑的防煙樓梯間能夠幫助人們在火災(zāi)時及時安全地疏散到安全地帶。本文主要比較了防煙樓梯間的三種防排煙方式，對其布置形式進行了說明，并得出相應(yīng)的結(jié)論。

　　關(guān)鍵詞：防煙樓梯間,高層建筑,火災(zāi),防排煙,布置形式

　　前言

　　高層建筑層數(shù)多、房間多、使用人員多,由于這幾多,給消防工作帶來很多不便和麻煩。

　　一幢高層建筑,往往集中很多個不同的使用單位,因此功能復(fù)雜。各單位都有各自的特點和要求,不同的工作方式,不同的管理方式,加之防火知識缺乏,易燃易爆物品隨意堆放,管理松懈,這將導(dǎo)致火災(zāi)的機會增多,火災(zāi)的危險程度加大。由于房屋層數(shù)大大地增加,高度遠遠超過目前救火車云梯所能達到的高度,樓內(nèi)交通路線長又復(fù)雜,疏散目標不明顯等因素,一旦房屋發(fā)生火災(zāi),火勢迅速蔓延,煙氣快速擴散,造成救火工作困難,人員傷亡多、財產(chǎn)損失大,給人們的生命財產(chǎn)造成很大威脅,如何解決以上問題就是建筑設(shè)計所要研究的。

　　實踐證明，防煙樓梯間是一塊火災(zāi)時免受高溫?zé)煔馇趾Φ?ldquo;相對安全空間”，讓處在建筑中的人員能夠從容疏散到室外的安全地帶。由此，防煙樓梯間在我國高層建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

　　一、防煙樓梯間的概念

　　防煙樓梯間是在樓梯間入口處設(shè)有防煙前室或設(shè)專供排煙用的陽臺、凹廊等，且通向前室和樓梯間的門為乙級防火門的樓梯間。防煙樓梯間是指具有防煙前室和防排煙設(shè)施并與建筑物內(nèi)使用空間分隔的樓梯間。其形式一般有帶封閉前室或合用前室的防煙樓梯間，用陽臺作前室的防煙樓梯間，用凹廊作前室的防煙樓梯間等。

　　防煙樓梯間的適用范圍為：高度超過32m，且每層人數(shù)超過10人的高層廠房；塔式住宅；一類高層建筑；高度超過32m的二類高層建筑；十九層及十九層以上單元式住宅應(yīng)設(shè)防煙樓梯間；11層以上的通廊式住宅。

　　二、防煙樓梯間的功能

　　當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,人們心理是很緊張的,都想迅速脫離火災(zāi)現(xiàn)場,疏散到安全地點。由于公共建筑物集聚了各方面的人員,在一個樓內(nèi)共事和生活,如果著火時疏散目標不明確,路線長又復(fù)雜,就會使火災(zāi)現(xiàn)場秩序大亂,這樣就會延誤時間。因此,防煙樓梯必須設(shè)計合理,位置得當(dāng),要作到有效的、全面的、安全的、方便迅速的在發(fā)生火災(zāi)后和燒燃之前,這段時間內(nèi)(約5～10分鐘)把人財物疏散到安全地點。同時,還要給消防人員創(chuàng)造有利的救火條件,使消防人員能迅速到達著火地點,另外還要方便滅火運輸工作,從而使火災(zāi)在很短時間內(nèi)撲滅,盡可能減少損失。

　　三、高層防煙樓梯間的防排煙方式比較

　　防煙樓梯間的防排煙方式有三種：自然排煙、機械防煙和機械排煙。

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　　自然排煙是利用可開啟的外窗或利用陽臺、凹廊排煙的方式。

　　1、自然排煙的優(yōu)點

　　其優(yōu)點是構(gòu)造簡單、經(jīng)濟，不需要專門的排煙設(shè)備，火災(zāi)時不受電源中斷的影響，平時還可兼做換氣用。特別是前室或合用前室利用敞開的陽臺、凹廊或前室內(nèi)有不同朝向的可開啟外窗自然排煙時，樓梯間可不設(shè)排煙設(shè)施。因此，這種方式多被大家廣泛采用。

　　2、自然排煙的缺點

　　(1)利用敞開的陽臺、凹廊排煙時，不利于防盜，特別是一些高層商業(yè)建筑和金融財政建筑，防盜也是一項十分重要的因素。

　　(2)樓梯間前室必須靠外墻設(shè)計，否則難以實現(xiàn)。

　　(3)受風(fēng)向等多種因素的影響較大，排煙效果不穩(wěn)定。特別是低層區(qū)，火災(zāi)時如果開窗方向與風(fēng)向相反，會造成向樓梯間或前室灌煙現(xiàn)象，嚴重影響人員的疏散。

　　(4)排煙窗的開啟比較困難，火災(zāi)時如果考慮由人員手動開啟每層的排煙窗是不現(xiàn)實的，必須設(shè)置遠距離開窗裝置。

　　(5)自然排煙的開窗面積有所規(guī)定限制。

　　(6)此方式不適用于建筑高度超過50m的公共建筑和建筑高度超過100米的居住建筑。

　　（二）機械防煙

　　1、機械防煙的優(yōu)點

　　其優(yōu)點是防煙效果好，可靈活布置，不受條件限制。

　　2、機械防煙的缺點

　　(1)設(shè)計計算比較復(fù)雜

　　防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯前室的加壓總風(fēng)量要通過計算確定，由于影響壓力送風(fēng)量計算的因素較復(fù)雜，目前對送風(fēng)量尚無統(tǒng)一的計算方法。從理論上講，每個公式的產(chǎn)生與其對應(yīng)的研究背景是各有自己的理由，而當(dāng)用某一公式去解決某一實際工程設(shè)計時，往往存在著一定的差別，這樣就造成了即使同一條件的工程，因選擇不同的計算公式，其結(jié)果差別也很大。另一方面，在加壓送風(fēng)量的設(shè)計計算中，由于某些計算公式缺乏系統(tǒng)的全面的介紹，特別是假設(shè)參數(shù)的選擇不當(dāng)，也容易造成設(shè)計計算的錯誤。即使在同一條件下，因使用公式不同，其結(jié)果差別很大，上述原因使當(dāng)前在加壓送風(fēng)量設(shè)計計算中存在著一定的盲目性、可變性。

　　(2)各部位的送風(fēng)量要保證其壓力差和余壓值，其壓力必須與人員疏散方向相反，即保證樓梯間大于前室、前室大于走廊，樓梯間和前室余壓值一般要求分別為50Pa和25Pa。

　　(3)防煙樓梯問和合用前室宜分別獨立設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)必須共用一個系統(tǒng)時，應(yīng)在通向合用前室的支風(fēng)管上設(shè)置壓差自動調(diào)節(jié)裝置。

　　(4)設(shè)備復(fù)雜、投資高。除風(fēng)機外，為保證送風(fēng)壓力的均衡不至于個別部位因壓力過大造成人員開門困難，要設(shè)置多個送風(fēng)口。一般要求樓梯問每隔2—3層設(shè)一個加壓送風(fēng)口，前室的加壓送風(fēng)口每層一個，而且要求風(fēng)口有手動開啟和遠距離聯(lián)動控制的功能。因此增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了工程投資，維護管理也不方便。

　�。ㄈ�）機械排煙

　　機械排煙是利用排煙風(fēng)機將煙氣抽走，從而降低被保護區(qū)的煙氣濃度。這種排煙方式在防煙樓梯間及其前室和合用前室一般不單獨使用，而是作為一種特殊情況下的輔助措施，但其對于排出疏散走道、起火房間的煙氣有著顯著的效果。

　　1、機械排煙存在適用范圍小、效果差的問題。機械排煙方式用于防煙樓梯問僅適用于帶裙房的高層建筑，當(dāng)裙房以上部分利用可開啟的外窗進行自然排煙，裙房部分不具備自然排煙條件時，在前室或合用前室局部設(shè)置。這種方式的排煙效果并不理想，這是因為機械排煙給前室造成負壓，人員疏散時的疏散方向與煙流方向一致，特別是疏散人員擁擠時會造成大量煙氣擁入前室，沒有從根本上達到疏散通道內(nèi)無煙的目的，給疏散人員造成不安全感。

　　2、排煙口需設(shè)手動和自動開啟裝置，這就要求其能與自動報警設(shè)備聯(lián)動，而且要求系統(tǒng)中任一排煙口開啟時，排煙風(fēng)機能自行啟動，增加了設(shè)備的復(fù)雜性和工程造價。

　　通過對三種防排煙方式的比較，可以得出：高層建筑防煙樓梯間及其前室，電梯前室和合用前室的防排煙設(shè)計宜優(yōu)先考慮自然排煙方式；加壓送風(fēng)的防煙方式適用于各種樓梯間的前室，防煙效果好，不受環(huán)境條件的限制。

　　四、高層建筑防煙樓梯間的布置形式

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　　開敞外廊式:疏散走道與外墻外面的開敞外廊相連結(jié),人們通過開放式的外廊進入樓梯間安全疏散。而煙氣通過走道進入外廊后,隨即就擴散到大氣中，從而使樓梯電梯間安全,能正常的使用,保證疏散。

　　封閉外廊式:就是開敞式外廊用能開啟的玻璃窗將外廊封閉的形式。開敞式外廊用在我國南方比較合適,因冬季南北方的溫差很大,當(dāng)北方零下30℃時,南方卻是零上10℃,四季如春。但在北方最好是封閉式外廊,而且應(yīng)該是活動的能開啟的玻璃窗,平時關(guān)閉,火災(zāi)時打開,最好當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,窗子受煙氣和溫度的作用能自動打開,當(dāng)然也可以人工控制的開啟方

　　式。但是，封閉式外廊在火災(zāi)剛發(fā)生時的排煙效果不好，不如開敞式排煙迅速。

　　（二）靠外墻前室有窗式

　　樓梯間和電梯間都設(shè)有排煙前室,而前室靠外墻都設(shè)有能開啟的窗子,同時排煙前室又用防火門與樓梯間、電梯間及疏散走道互相隔開。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,煙氣進入前室后,隨即通過外墻上的開啟窗子排到大氣中,從而保證樓梯間及消防電梯間的正常使用。此種布置形式,有單用和合用的排煙前室兩種方式。

　�。ㄈ�）內(nèi)廊前室無窗式

　　高層建筑往往由于結(jié)構(gòu)形式和功能要求,把防煙樓梯間和消防電梯間放在建筑物內(nèi)廊位置上,故防煙樓梯間和前室均處在黑房間之中,采光靠人工照明,通風(fēng)換氣也不能直接靠窗進行。因此要保證樓梯間及電梯間的前室無煙,并有良好的疏散條件,就必須在前室內(nèi)采取必要的排煙和通風(fēng)措施。

　　目前應(yīng)用最廣泛的前室是內(nèi)廊無窗靠機械送風(fēng)的前室,這種前室是正壓的,因為機械運轉(zhuǎn)以后,連續(xù)不斷地從外面抽入新風(fēng)送往前室,使前室內(nèi)氣體壓力加大,因此外面的煙氣就無法進入前室。這樣前室是無煙區(qū),是安全的,當(dāng)火災(zāi)時,人員疏散,人流越是靠近前室煙氣也越少,越感覺安全。這是一種常用的方式,但這種方式用風(fēng)量大,能源耗量大。

　　結(jié)語

　　綜上，防煙樓梯間在高層建筑中有極重要的意義，因此務(wù)必做好高層公共建筑防煙樓梯間的設(shè)計,安排好合理的位置,這是防火、排煙、疏散、搶救不可缺少的部分,也是保障人民生命財產(chǎn)安全很重要的一環(huán)。

　　參考文獻

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　　[2]楊理文.關(guān)于共用防煙樓梯間防煙設(shè)計問題的探討[J].暖通空調(diào)，2009.39.